海水池塘環境中抗生素ARB的滅活和ARGs去除研究獲進展

　　近日，中國水產科學研究院南海水產研究所海水池塘養殖生態環境調控創新團隊對海水池塘養殖環境抗生素來源、抗生素抗性菌（ARB）的滅活和抗生素抗性基因（ARGs）的去除研究取得重要進展，相關成果分別以題為“Spatiotemporal variations and source tracking of antibiotics in an ecological aquaculture farm in Southern China”和“Removal of antibiotic resistance genes and inactivation of antibiotic-resistant bacteria by oxidative treatments”發表在國際期刊《Science of the Total Environment》（JCR 1區，IF=6.551）上，兩篇論文第1作者分別為蘇浩昌和趙曉雨，曹煜成為通訊作者。該研究結果為推動“無抗”健康養殖、科學使用漁用氧化劑防控ARB和ARGs的傳播提供了重要參考。上述研究得到中國水產科學研究院科技創新團隊項目（2020TD54）、國家重點研發計劃“藍色糧倉科技創新”（2019YFD0900402）、國家現代蝦蟹產業技術體系（CARS-48）等項目聯合資助。

　　抗生素在醫療衛生事業和畜禽養殖業的大量使用及其在生物體內的不完全代謝使其在自然界水體環境中殘留，并通過養殖水源水的傳播途徑進入養殖環境，還可能誘導形成抗生素抗性菌（antibiotic resistant bacteria， ARB）和抗性基因（antibiotic resistant genes， ARGs）。ARGs是一類新型環境污染物，可在水產養殖水源環境中大量檢出，它能借助移動遺傳元件轉移到病原菌的基因組中，使病原菌產生抗生素耐藥性，對水產養殖動物甚至人體健康造成潛在威脅。

　　該研究應用超高效液相色譜串聯雙質譜技術（UPLC-MS/MS）分析了廣東電白某大型對蝦養殖場不同養殖階段水源水和池塘環境中抗生素的濃度。結果顯示，養殖成品蝦中無檢出目標抗生素；養殖水源水和池塘水中均檢出多達12種抗生素，其中脫水紅霉素濃度最高，在水源水和池塘水中濃度分別為2273±312 ng/L和1160±137 ng/L，水源水中抗生素的總濃度是池塘水的1.96-40.58倍。飼料中抗生素總濃度為6.27-6.86 ng/g；在養殖過程，池塘水體中抗生素總濃度呈下降趨勢，而沉積物中抗生素總濃度呈上升高趨勢（p < 0.05）。分析發現，養殖水源水是監測池塘環境中抗生素的最主要來源，通過應用以環境調控為核心的生態健康養殖技術，可保障養殖對蝦產品的安全。

　　該研究還分析了NaClO、C5H6Br2N2O2和KMnO4等3種養殖常用的漁用氧化劑對養殖水環境中ARB和ARGs的影響。NaClO對ARB-SR1滅活能力最強，其反應動力學常數k值為 6.36×104 M-1·s-1，其次是C5H6Br2N2O2和KMnO4；NaClO和C5H6Br2N2O2的sul1去除能力高于KMnO4，且NaClO和C5H6Br2N2O2對細胞內ARGs（iARGs）的去除效果顯著強于細胞外ARGs（eARGs）。3種漁用氧化劑中NaClO對ARB和ARGs的去除能力最強，使用濃度5 mg/L即可使ARB-SR1滅活，15 mg/L時可有效去除池塘水體中的原生ARGs（1.0-log）。相較而言，KMnO4對eARGs的持續性去除效果更佳。